Page 206 - 《精细化工》2022年第11期
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·2356·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

                 protection; papermaking chemicals


                 纸张增湿强剂聚酰胺多胺环氧氯丙烷（PAE）                         聚物（CC-GPPC）。利用 CC-GPPC 携带环氧基和羟
            树脂，因其增湿强效果好且具有较宽的 pH 适用范                           基等官能团，赋予聚合物溶液交联性能，并通过湿
            围而被广泛应用，但其含有有机氯，在使用过程中                             法抄纸，与纤维上的羟基发生氢键结合，且进入纸
            产生的可吸附性有机卤化物（AOX）会危害人们的                            张网络内部与纤维发生静电吸附，形成三维的抗水
            身体健康     [1-3] 。目前，对 PAE 树脂的研究主要包括                 性网状结构，进而提高成纸物性，对有效解决 PAE
            两方面：一方面是通过引入其他官能团来提高 PAE                           树脂使用过程中有机氯的污染问题和提高生活用纸
                                            [4]
            树脂的综合性能。例如：宋英琪等 在聚酰胺和环                             的安全性具有一定意义。
            氧氯丙烷的反应中，加入三乙胺和阳离子改性剂，
            反应得到改性 PAE 树脂，其浆内添加改性 PAE 树                        1    实验部分
            脂后的纸张较原纸干、湿抗张指数分别增加了 41%、                          1.1   试剂与仪器
                                      [5]
            13%，且达到了低氯；范丹等 采用聚乙烯醇对 PAE
                                                                   CC，取代度≥90%，南通绿神生物工程有限公
            树脂进行化学改性，制备了一种 PAEP 增湿强剂，
                                                               司；己二酸（AA）、二乙烯三胺（DETA）、GMA、
            并在抄纸过程中引入有机硼，进一步增加纤维间的
                                                               硝酸铈铵、四氢呋喃，AR，国药集团化学试剂有限
            交联，在提高纸张湿强度的同时，达到降低产品中
                                                               公司；乙酸（冰醋酸），AR，南京化学试剂有限公
            氯丙醇残留量的目的；另一方面是在 PAE 树脂的基
                                                               司；丙二醇甲醚，AR，上海阿拉丁生化科技股份有
            础上，采用绿色无毒的原料来制备一种新型无氯的
                                                               限公司；漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐阔叶木
            环保型纸张增湿强剂，摒弃原有的合成路线，不产                             浆，山东森博纸业有限公司；商用 PAE 树脂，浙江
                                                  [6]
            生有机氯，从而达到无氯。例如：张华等 以甲基
                                                               龙游福田精细化工有限公司。
            丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）作阳离子单体，
                                                                   VERTEX 80V 傅里叶变换红外光谱仪，德国布鲁
            甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为交联剂，与丙烯
                                                               克公司；Regulus 8100 冷场发射扫描电子显微镜，日
            酰胺通过水溶液共聚法制备了带环氧基团的自交联
                                                               本日立公司；DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器，
            阳离子聚丙烯酰胺（G-CPAM），并用作纸张增湿
                                                               南京沃中仪器设备有限公司；DHG-9030A 电热恒温鼓
            强剂，纸张物性得到明显提高。羟丙基三甲基氯化                             风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；WZL-300 纸
            铵壳聚糖（CC）是一种水溶性壳聚糖季铵盐，因其                            张拉力仪，杭州轻通仪器开发公司；LC-20A 型号凝
            溶解性好且分子上有较强的正电荷中心和大量氨基                             胶渗透色谱仪，日本岛津公司；P95930 Z000 表面吸
            结构，故具有成为造纸增湿强剂的天然优势，但其                             收重量测定仪，奥地利 PTI 公司；Nanoplus-2 Zeta 电
            单一作用于纸张的增湿强效果远远不如 PAE 树脂，                          位分析仪，麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司；
            且成本较高      [7-9] 。将壳聚糖季铵盐分子引入到酰胺多                  TGA209 F1 热重分析仪，德国耐驰公司；Morfi
            胺（PPC）聚合物中，其能够与带负电的纸浆纤维                            Compact 纤维形态分析仪，法国 Techpap 公司；
            静电吸附，提高氢键结合数量，同时增大了其相对                             Brookfield 黏度计，美国博勒飞公司。
            分子质量（简称分子量）和支化度，故能够增强纸                             1.2   CC-GPPC 的合成及增强纸张的制备
            张物性，因此，可作为替换 PAE 树脂的绿色造纸化                              将 1.0 g CC 放入 250 mL 干燥且装有电动搅拌
            学品之一。陈子成         [10] 研究了壳聚糖季铵盐对纸的增                装置的三口烧瓶中，再加入 1 mL 乙酸对环氧基团加
            强作用，证实了壳聚糖季铵盐与乙二醛交联体系对                             以保护，并使其溶解混合均匀，按 n(AA)∶n(DETA)∶
            纸张有良好的增干强效果。杨志勇                 [11] 利用壳聚糖改        n(GMA)=1∶1.1∶0.9，将 AA 14.6 g（0.1 mol）、DETA
            性聚丙烯酰胺并将所得产物浆内添加，发现壳聚糖                             11.3 g（0.11 mol）及 GMA 12.8 g（0.09 mol）加入
            改性的聚丙烯酰胺使纸张具有暂时性湿强的效果，                             烧瓶中，再向体系中加入 25 mL 去离子水和 1 mL
            这可能是因为产物分子上的众多基团与纤维表面的                             丙二醇甲醚，助溶分散后，升温至 80  ℃，加入 0.5 g
            基团彼此间形成氢键和离子键结合。但目前对壳聚                             硝酸铈铵（引发剂）及 25 mL 去离子水，升温至
            糖季铵盐交联酰胺共聚物在纸张增湿强方面的探索                             110 ℃，反应 4 h，冷却至室温，可制得淡黄色透明
            鲜见系统研究。                                            黏状液体，即为 CC-GPPC 溶液，其合成路线及与纤
                 本文拟采用 PPC 为骨架结构， GMA 作交联剂，                    维结合机理示意图如图 1 所示。
            CC 为阳离子单体，硝酸铈铵作引发剂，丙二醇甲醚                               按漂白硫酸盐针叶木浆与漂白硫酸盐阔叶木浆
                                                                                             2
            助溶分散，在酸性条件下发生自由基脱水缩合反应，                            质量比 8∶2 配抄定量为 70 g/m 的纸张，打浆度
            形成带高反应活性基团的壳聚糖季铵盐交联酰胺共                             35°SR，将制备的 CC-GPPC 溶液加入纸浆中（增湿
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